ANÁLISIS 3D DE LA VARIABILIAD DE LOS PARÁMETROS GEOMECÁNICOS PARA DETERMINAR SU INFLUENCIA EN LA GENERACIÓN DE UN ESTALLIDO DE ROCAS

Abstract

En este trabajo de título se emplea la modelación numérica de elementos finitos para simular y analizar mediante el software RS3 la influencia de los parámetros geomecánicos de entrada (Módulo de Young, Módulo Poisson, GSI, UCS, Densidad de roca y Profundidad de la excavación) en el desencadenamiento de un estallido de roca en un túnel circular profundo utilizando el enfoque DISL propuesto por Diederichs (2007) el cual utiliza el criterio de falla generalizado no lineal de Hoek & Brown y representa el comportamiento de fragmentación frágil modificando los parámetros peak y residual. Específicamente, se estudia en profundidad el fenómeno de estallido de rocas desarrollando diferentes modelos en 3D para determinar cuál de los parámetros en estudio influye más en el aumento o disminución de la profundidad de falla y del volumen inestable estimado, estos factores están directamente relacionados con la magnitud del evento. Para el análisis de sensibilidad se comparan los resultados mediante los métodos empírico-analíticos propuestos por Martin et al., (1999) y Diederichs (2018) y también se analizan cuantitativamente con respecto a parámetros porcentuales. Además, se elaboran gráficos resumen en donde se puede observar claramente que parámetros influyen más en el aumento de la magnitud de un estallido de rocas, en donde los parámetros geomecánicos (UCS, GSI y Densidad de roca) destacan por sobre los parámetros elásticos (Módulo de Young y Poisson).

In this undergraduate project, the numerical modeling of finite elements is used to simulate and analyze through the RS3 software the influence of the input geomechanical parameters (Young's Modulus, Poisson's Modulus, GSI, UCS, Rock Density and Excavation Depth) in the triggering of a rockburst in a deep, circular tunnel using the DISL approach proposed by Diederichs (2007), which uses the Hoek & Brown nonlinear generalized failure criterion and represents the brittle fragmentation behavior by modifying the peak and residual parameters. Specifically, the phenomenon of rockbursting is studied in-depth by developing different 3D models to determine which of the parameters under study influences the increase or decrease of the fault depth, and the estimated unstable volume. These factors are directly related to the magnitude of the event. For the sensitivity analysis, the results are compared using the empirical-analytical methods proposed by Martin et al., (1999) and Diederichs (2018), and they are also analyzed quantitatively regarding the percentage parameters. In addition, summary graphs are made where it can be clearly seen which parameters have the most influence on the increase in the magnitude of a rockburst, where the geomechanical parameters (UCS, GSI and Rock Density) stand out over the elastic parameters (Modulus of Young and Poisson).